[发明专利]一种芳基乙烯基丙二酰亚胺的制备及伯胺的检测方法

说明书

技术领域

本发明属于亚胺类化合物的制备领域，特别涉及芳基乙烯基丙二酰亚胺的制备及伯胺的检测方法。

背景技术

酰亚胺类化合物一般具有优异的热稳定性、光稳定性和化学稳定性，在航天、航空、电子领域和光电功能材料领域得到广泛应用。

酰亚胺类化合物的合成一般采用化学性质活泼的酸酐与相应的伯胺在加热条件或加热加催化条件下反应数小时以上才能反应，甚至有些反应需要在惰性气体保护下反应，而且反应条件不同，产率差别较大。

鉴于以上现状，开发新的快速萘酰亚胺合成方法，甚至基于新的反应用于伯胺的检测，不仅可以解决合成工作中的很多问题，而且可以开发出很多胺类环境污染物检测的高性能功能材料，解决目前其传感材料选择性不高的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种芳基乙烯基丙二酰亚胺的制备及伯胺的检测方法，该方法操作简单，反应迅速，无需催化剂。

本发明的一种芳基乙烯基丙二酰亚胺的制备方法，包括

将芳基乙烯基丙二酸酯或芳基乙烯基丙二腈的溶液涂到基底表面，挥发除去溶剂，得到薄膜器件；在室温下将上述薄膜器件置于伯胺蒸气中5分钟-10小时，然后直接收集薄膜上的固体物质即为芳基乙烯基丙二酰亚胺；

一种伯胺的检测方法，包括：将芳基乙烯基丙二酸酯或芳基乙烯基丙二腈的溶液涂到基底表面，挥发除去溶剂即得薄膜器件；在室温下将上述薄膜器件置于伯胺蒸气中5分钟-10小时，同时检测光谱信号的变化，即实现对伯胺的检测。

其反应方程式如下：

其中Ar选自A1-A20所示的基团：

R和R’各自独立的选自A21-A37所示的基团：

所述的基底可以为平面的石英片、云母片、硅片等，还可以为纳米颗粒、纳米柱、纳米线、纳米纤维等，如纳米硅球、氧化锌颗粒、硅纳米线、电纺丝纳米纤维等。

所述的薄膜器件中薄膜的厚度为1nm-5mm。

本发明提供了一种基于气相-固相界面化学反应合成二酰亚胺的新方法，即以芳环或芳杂环的亚乙烯基二羧酸酯或亚乙烯基丙二腈为荧光传感材料，通过制备其薄膜器件，在饱和伯胺蒸气存在条件下，二羧酸酯或丙二腈单元与之反应形成芳基亚乙烯基二酰亚胺。该反应在液相进行非常缓慢，在室温和伯胺蒸气下可迅速反应，制备方法简单，反应条件温和，无需催化剂，可随意选择不同种类的芳环或芳杂环的亚乙烯基二羧酸酯或亚乙烯基丙二睛制备相应的酰亚胺，普适性较强。同时本发明还提供了一种检测伯胺的新方法，含有二羧酸酯或二氰基的化合物与伯胺作用导致材料的吸收和荧光光谱变化，根据光谱信号的变化可以确定伯胺存在与否，而且根据变化程度还可以确定伯胺的浓度，实现对伯胺的定性和定量检测。

本发明发现了一种三苯胺-乙烯基-丙二酸二乙酯或三苯胺-乙烯基-丙二酸二乙酯的新的胺解反应。该反应用固态薄膜底物在常温和无催化条件下与气体胺直接反应，并且可以选择性识别伯胺。以具有此反应官能团为传感单元构建了荧光共轭聚合物传感材料，相应聚合物可以自组装形成具有良好气体通透性的多孔薄膜，与胺类气体反应前后分子内电荷转移状态变化，进而引起聚合物的荧光发射光谱改变，从而实现对胺的识别。

其中以苯乙烯基丙二腈为官能团的聚合物具有更大的Stocks位移（197nm），且反应前后其荧光从橙红色荧光变成蓝绿色，其大的发光波长改变和低的背景噪音，因而在胺类检测方面具有极佳的辨识度。通过低胺类气体浓度下初始“暗场”新生成的蓝光处的荧光峰的测量发现，其荧光光谱在相同反应程度下，信号强度变化率由P1（黄绿-蓝绿）的增强45%到P2的提升7倍，有效地提升了传感灵敏度。

利用所合成的荧光共轭聚合物传感材料可以有效检测空气中ppm浓度级别的苄胺气体，是一种新型高效的反应型薄膜荧光传感材料，有望在相应的胺类环境污染的检测与监测方面发挥重要作用，同时在相关传感材料的设计方面具有指导意义。

有益效果：

（1）用于制备酰亚胺类化合物的原料芳基乙烯基丙二酸二乙酯或芳基乙烯基丙二睛合成简单，可以通过芳基醛和相应的丙二睛或丙二酸二乙酯反应大量制备。

（2）反应条件温和，室温下即可反应，而一般的成酰亚胺的反应需要加热。

（3）无需催化剂，伯胺本身可以作为催化剂。